(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局とデータを送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末とデータを送受信する端末側通信部と、
前記基地局側通信部が前記無線基地局から受信したデータからＭＣＳを取得し、該ＭＣＳに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継装置への伝送可能ビット量である上位側伝送可能ビット量を算出する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記端末側通信部が前記無線端末から受信したデータからＣＱＩを取得し、該ＣＱＩに基づいて、前記無線中継装置から前記無線端末への伝送可能ビット量である下位側伝送可能ビット量を算出し、
前記上位側伝送可能ビット量および前記下位側伝送可能ビット量に基づいて、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示するか否かを決定する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線中継装置であって、前記制御部は、前記上位側伝送可能ビット量が前記下位側伝送可能ビット量より大きい場合に、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示することを特徴とする無線中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線中継装置であって、前記制御部は、前記上位側伝送可能ビット量が前記下位側伝送可能ビット量より大きく、かつ、前記無線端末が前記無線中継装置に新規接続されている場合に、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示することを特徴とする無線中継装置。
【請求項４】
無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置の無線通信方法であって、前記無線中継装置は、
前記無線基地局とデータを送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末とデータを送受信する端末側通信部と
を備え、前記無線中継装置は、
前記基地局側通信部が前記無線基地局から受信したデータからＭＣＳを取得するステップと、
該ＭＣＳに基づいて、前記無線基地局から該無線中継装置への伝送可能ビット量である上位側伝送可能ビット量を算出するステップと、
前記端末側通信部が前記無線端末から受信したデータからＣＱＩを取得するステップと、
該ＣＱＩに基づいて、前記無線中継装置から前記無線端末への伝送可能ビット量である下位側伝送可能ビット量を算出するステップと、
前記上位側伝送可能ビット量および前記下位側伝送可能ビット量に基づいて、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示するか否かを決定するステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置および無線通信方法に関し、とくに、ハンドオーバ制御を行う無線中継装置および無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線端末が無線基地局と通信するためには、無線基地局からの無線電波が届く範囲（サービスエリア）に無線端末が位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地には障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。このような電波が届かない領域をカバーするため、無線基地局と無線端末との間の無線電波を中継する無線中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
無線端末は移動可能であることが多い。そのため、無線端末が移動すると、接続中の無線基地局または無線中継装置のセル範囲から外れることがあるが、その場合でも無線端末の通話やデータ通信が途切れないようにするために、通常、ハンドオーバが実行されている。
【０００４】
ハンドオーバを実行するか否かは、無線端末が、無線基地局または無線中継装置から受信する無線電波の電波品質に基づいて決定される。すなわち、接続中の無線基地局または無線中継装置から受信する無線電波の電波品質よりも、他の無線基地局または無線中継装置から受信する無線電波の電波品質の方が良くなったと判定された場合にハンドオーバが実行される。
【０００５】
無線端末が無線中継装置と接続している場合、無線端末と無線中継装置との間の距離は近いことが多いため、たいていの場合、無線端末が無線中継装置から受信する無線電波の電波強度は大きい。したがって、通常、無線端末が無線中継装置から十分遠くまで離れるまでは、無線中継装置と接続中の無線端末に対してハンドオーバは実行されない。
【０００６】
しかしながら、実質的な通信速度に対応するスループットの観点からみると、無線端末は、必ずしも、電波強度が大きい方の無線基地局または無線中継装置と接続することが有利であるとは限らない。
【０００７】
そこで、スループットを所定の基準値以上に保つことを目的として、スループットを所定の基準値と比較し、スループットが所定の基準値を下回っている場合は、ハンドオーバを実行するように制御する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２００１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、ハンドオーバ先の基地局と接続した場合のスループットを確認してからハンドオーバを実行するわけではないため、ハンドオーバを実行した場合に、必ずしも無線端末のスループットが向上するとは限らない。
【００１０】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ハンドオーバ後のスループットが向上するように、無線端末のハンドオーバを制御することができる無線中継装置および無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する第１の観点に係る無線中継装置の発明は、
無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局とデータを送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末とデータを送受信する端末側通信部と、
前記基地局側通信部が前記無線基地局から受信したデータからＭＣＳを取得し、該ＭＣＳに基づいて、前記無線基地局から前記無線中継装置への伝送可能ビット量である上位側伝送可能ビット量を算出する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記端末側通信部が前記無線端末から受信したデータからＣＱＩを取得し、該ＣＱＩに基づいて、前記無線中継装置から前記無線端末への伝送可能ビット量である下位側伝送可能ビット量を算出し、
前記上位側伝送可能ビット量および前記下位側伝送可能ビット量に基づいて、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示するか否かを決定する
ことを特徴とする。
【００１２】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る発明であって、前記制御部は、前記上位側伝送可能ビット量が前記下位側伝送可能ビット量より大きい場合に、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示することを特徴とする。
【００１３】
第３の観点に係る発明は、第１の観点に係る発明であって、前記制御部は、前記上位側伝送可能ビット量が前記下位側伝送可能ビット量より大きく、かつ、前記無線端末が前記無線中継装置に新規接続されている場合に、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示することを特徴とする。
【００１４】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１５】
例えば、本発明を方法として実現させた第４の観点に係る無線通信方法の発明は、
無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置の無線通信方法であって、前記無線中継装置は、
前記無線基地局とデータを送受信する基地局側通信部と、
前記無線端末とデータを送受信する端末側通信部と
を備え、前記無線中継装置は、
前記基地局側通信部が前記無線基地局から受信したデータからＭＣＳを取得するステップと、
該ＭＣＳに基づいて、前記無線基地局から該無線中継装置への伝送可能ビット量である上位側伝送可能ビット量を算出するステップと、
前記端末側通信部が前記無線端末から受信したデータからＣＱＩを取得するステップと、
該ＣＱＩに基づいて、前記無線中継装置から前記無線端末への伝送可能ビット量である下位側伝送可能ビット量を算出するステップと、
前記上位側伝送可能ビット量および前記下位側伝送可能ビット量に基づいて、前記無線端末に前記無線基地局へのハンドオーバを指示するか否かを決定するステップと
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ハンドオーバ後のスループットが向上するように、無線端末のハンドオーバを制御することができる無線中継装置および無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】ＣＱＩ、ＭＣＳ、および１シンボルあたりの伝送可能ビット量の対応を示す表の一例である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る無線中継装置において無線端末にハンドオーバを指示するか否かを決定する処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る無線中継装置において無線端末にハンドオーバを指示するか否かを決定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略図である。無線通信システムは、無線基地局と無線端末と無線中継装置１０とから構成されている。無線中継装置１０は、無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する。
【００２０】
図２は、本発明の第１実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。無線中継装置１０は、ドナーノード２０とサービスノード３０とを備える。
【００２１】
まず、ドナーノード２０の機能ブロックについて説明する。ドナーノード２０は、基地局側通信部２２、基地局側制御部２４および基地局側記憶部２６を備える。
【００２２】
基地局側通信部２２は、アンテナを介して無線基地局とデータを送受信する。ダウンリンクデータについては、基地局側通信部２２は、無線基地局から無線信号を受信し、ダウンコンバートしてベースバンド信号に変換してから端末側通信部３２に出力する。また、アップリンクデータについては、基地局側通信部２２は、端末側通信部３２からベースバンド信号として受け取り、アップコンバートして無線信号に変換してから無線基地局へ送信する。
【００２３】
基地局側制御部２４は、基地局側通信部２２をはじめとしてドナーノード２０の全体を制御する。基地局側制御部２４は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。
【００２４】
基地局側制御部２４は、基地局側通信部２２が無線基地局から受信するダウンリンクデータから、当該ダウンリンクデータのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）を取得する。ここで、ＭＣＳとは変調方式および符号化率の情報であり、無線基地局は無線中継装置１０から受け取ったＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に基づいてＭＣＳを決定する。また、ＣＱＩとは、無線中継装置１０が無線基地局から受信したダウンリンク信号の信号対干渉雑音比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference and Noise Ratio）に対応づけて、無線中継装置１０が無線基地局に通知する通信品質の指標となる情報である。
【００２５】
図３に、ＣＱＩにＭＣＳを対応づける表の一例を示す。図３に示す例においてはＣＱＩが通信品質の指標であり、ＣＱＩの値が小さい場合は通信品質が悪く、ＣＱＩの値が大きい場合は通信品質が良い。
【００２６】
したがって、図３に示す例においては、ＣＱＩとＭＣＳの変調方式との対応づけは、ＣＱＩが小さい値には、高い通信品質を要求しない変調多値数の小さい変調方式が対応づけられ、ＣＱＩが大きい値には、高い通信品質を要求する変調多値数の大きい変調方式が対応づけられる。
【００２７】
具体的には、図３に示す例においては、ＣＱＩ＝１〜５においては、変調多値数が２であるＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）が対応づけられ、ＣＱＩ＝６〜７においては、変調多値数が４である１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）が対応づけられ、ＣＱＩ＝８〜１１においては、変調多値数が６である６４ＱＡＭが対応づけられている。
【００２８】
また、図３に示す符号化率とは、誤り訂正などのために符号化されたデータにおける正味の情報データの割合である。したがって、通信品質が悪いときは小さい符号化率が設定され、通信品質が良いときは大きい符号化率が設定される。よって、変調方式が同一の場合、ＣＱＩが小さい値には小さい符号化率が対応づけられ、ＣＱＩが大きい値には、大きい符号化率が対応づけられる。
【００２９】
具体的には、図３に示す例において、変調方式がＱＰＳＫであるＣＱＩ＝１〜５の範囲においては、ＣＱＩ＝１〜５のそれぞれに対して、符号化率１／１２、１／８、１／４、１／２、および、３／４がそれぞれ対応づけられている。
【００３０】
なお、図３に示す「１シンボルあたりの伝送可能ビット量」とは、変調多値数と符号化率の積により算出した値である。例えば、ＣＱＩ＝３の場合、変調方式はＱＰＳＫであるため変調多値数は２であり、符号化率は１／４である。よって、
（１シンボルあたりの伝送可能ビット量）＝２×（１／４）＝０．５
と算出される。
【００３１】
図３に示す例においては、ＣＱＩが大きくなるにつれて、１シンボルあたりの伝送可能ビット量（以下、適宜「伝送可能ビット量」と略する）は大きくなる。また伝送可能ビット量が多いことは、送信できるデータ量が大きくなること、すなわちスループットが向上することを意味する。
【００３２】
ここで、再び図２の機能ブロックの説明に戻る。
【００３３】
基地局側制御部２４は、無線基地局から受信するダウンリンクデータから、当該ダウンリンクデータのＭＣＳを取得し、当該ＭＣＳの変調多値数および符号化率から伝送可能ビット量を算出する。なお、基地局側制御部２４は、伝送可能ビット量をＭＣＳから算出する代わりに、図３に示すような表のデータから、当該ＭＣＳに対応する伝送可能ビット量を読み出してもよい。図３に示すような表のデータは、基地局側記憶部２６に保存しておくことができる。
【００３４】
基地局側制御部２４は、ＭＣＳから算出した伝送可能ビット量の情報を端末側制御部３４に供給する。
【００３５】
基地局側記憶部２６は、図３に示すような、ＣＱＩにＭＣＳおよび伝送可能ビット量を対応づけるデータを保存する。
【００３６】
続いて、サービスノード３０の機能ブロックについて説明する。サービスノード３０は、端末側通信部３２、端末側制御部３４および端末側記憶部３６を備える。
【００３７】
端末側通信部３２は、ダウンリンクデータについては、基地局側通信部２２からダウンリンクデータをベースバンド信号として受け取り、アップコンバートして無線信号に変換して無線端末に送信する。
【００３８】
端末側通信部３２は、アップリンクデータについては、無線端末からアップリンクデータを無線信号として受信し、ダウンコンバートしてベースバンド信号に変換して基地局側通信部２２に出力する。
【００３９】
端末側制御部３４は、端末側通信部３２をはじめとしてサービスノード３０の全体を制御する。端末側制御部３４は、ＣＰＵ等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ）によって構成したりすることもできる。なお、本実施形態においては、ドナーノード２０が基地局側制御部２４を備え、サービスノード３０が端末側制御部３４を備えるというように、ドナーノード２０およびサービスノード３０の各々が制御部を備える構成として説明したが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、ドナーノード２０とサービスノード３０とを１つの制御部で制御する構成とすることもできる。
【００４０】
端末側制御部３４は、端末側通信部３２が無線端末から受信するアップリンクデータから、無線端末が無線中継装置１０に通知するＣＱＩを取得する。ここで、無線端末が無線中継装置１０に通知するＣＱＩは、無線端末が無線中継装置１０から受信したダウンリンク信号のＣＩＮＲに対応づけて決定する値である。
【００４１】
端末側制御部３４は、無線中継装置１０が無線端末から受け取ったＣＱＩに基づいてＭＣＳを決定する。端末側制御部３４は、ＭＣＳを決定する際には、端末側記憶部３６に記憶されている図３の表に相当するデータを参照する。
【００４２】
端末側制御部３４は、ＭＣＳから伝送可能ビット量を算出し、基地局側制御部２４から受け取った無線基地局から無線中継装置１０への伝送可能ビット量と比較する。以後、伝送可能ビット量を区別するため、無線基地局から無線中継装置１０への伝送可能ビット量を「上位側伝送可能ビット量」、無線中継装置１０から無先端末への伝送可能ビット量を「下位側伝送可能ビット量」と称する。
【００４３】
端末側制御部３４は、上位側伝送可能ビット量と下位側伝送可能ビット量とを比較し、当該比較結果に基づいて、無線端末にハンドオーバを指示するか否かを決定する。
【００４４】
端末側制御部３４は、上位側伝送可能ビット量の方が下位側伝送可能ビット量よりも大きい場合は、無線端末が、無線中継装置１０を介して無線基地局と接続するよりも、無線基地局と直接接続する方が、スループットの観点から好ましいと判断し、無線端末に無線基地局へハンドオーバすることを指示する。
【００４５】
端末側制御部３４は、上位側伝送可能ビット量が下位側伝送可能ビット量以下である場合は、無線端末が、そのまま無線中継装置１０を介した無線基地局との接続を継続する方が、スループットの観点から好ましいと判断し、無線端末に無線基地局へのハンドオーバを指示しない。
【００４６】
端末側記憶部３６は、図３に示すような、ＣＱＩにＭＣＳおよび伝送可能ビット量を対応づけるデータを保存する。
【００４７】
図４のフローチャートを参照しながら、無線中継装置１０が無線端末にハンドオーバを指示するか否かを決定する処理を説明する。
【００４８】
無線端末は、無線中継装置１０から受信したダウンリンク信号のＣＩＮＲを測定する（ステップＳ１０１）。無線端末は、測定したＣＩＮＲにＣＱＩを対応づけて、当該ＣＱＩを無線中継装置１０に送信する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
端末側制御部３４は、無線端末が無線中継装置１０に送信したＣＱＩを、端末側通信部３２を介して取得し、当該ＣＱＩに基づいてＭＣＳを決定する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
端末側制御部３４は、ステップＳ１０３において決定したＭＣＳから下位側伝送可能ビット量を算出し、基地局側制御部２４から取得済みの上位側伝送可能ビット量と比較する（ステップＳ１０４）。
【００５１】
端末側制御部３４は、ステップＳ１０４において、上位側伝送可能ビット量が下位側伝送可能ビット量以下であると判定した場合は、無線端末にハンドオーバの指示をしない。したがって、無線端末は、無線中継装置１０との現状の接続をそのまま維持する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
端末側制御部３４は、ステップＳ１０４において、上位側伝送可能ビット量が下位側伝送可能ビット量よりも大きいと判定した場合は、無線端末に無線基地局の情報を通知し（ステップＳ１０６）、続けて、無線端末に無線基地局へのハンドオーバを指示する（ステップＳ１０７）。
【００５３】
無線端末は、無線中継装置１０から無線基地局へのハンドオーバの指示を受けると、無線基地局へのハンドオーバを実行する。無線端末が、無線基地局へのハンドオーバを成功した場合は、このフローは終了する。無線端末が、無線基地局へのハンドオーバを失敗した場合は、無線端末は、そのまま無線中継装置１０との現状の接続をそのまま維持する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８において、無線端末がハンドオーバに成功しなかった場合、所定の回数連続してハンドオーバに失敗するまでは、無線基地局へのハンドオーバを試みる機会を与えるようにしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、ハンドオーバ後のスループットが向上するように、無線端末のハンドオーバを制御することができる無線中継装置および無線通信方法を提供することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る無線通信システムの構成、および、無線中継装置の機能ブロック構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５６】
図５は、第２実施形態において、無線中継装置１０が無線端末にハンドオーバを指示するか否かを決定する処理を説明するフローチャートである。
【００５７】
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０４に対応するステップであるため説明を省略する。
【００５８】
端末側制御部３４は、ステップＳ２０４において、上位側伝送可能ビット量が下位側伝送可能ビット量よりも大きいと判定した場合は、さらに、無線端末が無線中継装置１０に新規接続したものであるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【００５９】
端末側制御部３４は、ステップＳ２０４において、無線端末が無線中継装置１０に新規接続したものでないと判定した場合は、無線端末にハンドオーバの指示をしない。したがって、無線端末は、無線中継装置１０との現状の接続をそのまま維持する（ステップＳ２０６）。
【００６０】
端末側制御部３４は、ステップＳ２０５において、無線端末が無線中継装置１０に新規接続したものであると判定した場合は、無線端末に無線基地局の情報を通知し（ステップＳ２０７）、続けて、無線端末に無線基地局へのハンドオーバを指示する（ステップＳ２０８）。
【００６１】
ステップＳ２０９は、図４のステップ１０８に対応するステップであるため説明を省略する。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、無線端末が無線中継装置１０に新規接続したものであるか否かを考慮した上で、ハンドオーバ後のスループットが向上するように、無線端末のハンドオーバを制御することができる無線中継装置および無線通信方法を提供することができる。
【００６３】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００６４】
また、本発明を、無線基地局と無線端末との間の無線中継装置が１段である場合を例に挙げて説明したが、複数の無線中継装置が直列に接続している場合にも本発明を適用することができる。複数の無線中継装置が直列に接続している場合は、本実施形態の「無線基地局」は「無線基地局または無線中継装置のサービスノード」を意味し、「無線端末」は「無線端末または無線中継装置のドナーノード」を意味する。
【符号の説明】
【００６５】
１０  無線中継装置
２０  ドナーノード
２２  基地局側通信部
２４  基地局側制御部
２６  基地局側記憶部
３０  サービスノード
３２  端末側通信部
３４  端末側制御部
３６  端末側記憶部
【図１】
0005801724.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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